Scoperte Marte

L’Italia verso Marte

Nonostante il clima rigido e la tenue atmosfera, Marte è il pianeta più simile alla Terra nel Sistema Solare. Le tracce di un passato in cui il clima era simile a quello terrestre, con laghi e fiumi, e la scoperta nella sua atmosfera di un gas, il metano, che sul nostro pianeta è prodotto soprattutto dall’azione di organismi viventi, hanno portato a pensare che Marte possa avere conosciuto un’evoluzione biologica nel proprio passato, e che possa essere ancora abitato da forme viventi primitive.

Nonostante il clima rigido e la tenue atmosfera, Marte è il pianeta più simile alla Terra nel Sistema Solare. Le tracce di un passato in cui il clima era simile a quello terrestre, con laghi e fiumi, e la scoperta nella sua atmosfera di un gas, il metano, che sul nostro pianeta è prodotto soprattutto dall’azione di organismi viventi, hanno portato a pensare che Marte possa avere conosciuto un’evoluzione biologica nel proprio passato, e che possa essere ancora abitato da forme viventi primitive. Per questo, e per il fatto di essere potenzialmente colonizzabile dalla nostra specie, la sua esplorazione è diventata uno degli obiettivi più importanti per le agenzie spaziali di tutto il mondo, stimolando una competizione internazionale che in alcuni casi è divenuta cooperazione.
La complessità e le dimensioni colossali dell’impresa hanno infatti spinto la comunità internazionale a sviluppare un consesso comune, entro il quale definire le tappe dell’esplorazione e della colonizzazione di Marte, e sulla base delle cui raccomandazioni sviluppare le missioni spaziali che saranno realizzate nel medio e lungo periodo. Il Mars Exploration Program Analysis Group (MEPAG) è il forum creato a tale scopo dalla NASA che vede la partecipazione dell’intera comunità scientifica mondiale. L’Italia è presente sia a livello istituzionale come Agenzia Spaziale Italiana, sia con propri scienziati che contribuiscono individualmente ai lavori del gruppo.
Il più importante obiettivo per i prossimi anni è la raccolta e l’invio sulla Terra di campioni di rocce e di terreno, per determinare se su Marte vi sia mai stata vita mediante analisi approfondite che sarebbero impossibili con sonde robotiche. Prima di ciò occorrerà individuare i luoghi dove è più probabile che le tracce del passato marziano siano state preservate, ricercando i segni di una vita passata o ancora presente. A questo scopo, l’Agenzia Spaziale Europea ha sviluppato il programma ExoMars, a cui l’Agenzia Spaziale Italiana contribuisce in modo determinante. ExoMars consiste di due missioni, una sonda già in orbita attorno a Marte chiamata Trace Gas Orbiter e un rover che sarà lanciato nel 2020.
A bordo del Trace Gas Orbiter, oltre allo sfortunato lander Schiaparelli quasi interamente realizzato in Italia, vi sono due strumenti che vedono la partecipazione tecnologica e scientifica del nostro paese, ossia la suite di spettrometri ad alta risoluzione NOMAD (Nadir and Occultation for Mars Discovery) e la telecamera CaSSIS (Colour and Stereo Scientific Imaging System). NOMAD è in grado di misurare concentrazioni anche minime dei gas che, oltre al metano, potrebbero essere presenti nell’atmosfera di Marte come potenziali indicatori della presenza di forme di vita, mentre CaSSIS produrrà immagini e modelli digitali del terreno ad alta risoluzione di quelle zone in cui NOMAD ha compiuto scoperte significative. Tra i responsabili scientifici di NOMAD c’è Giancarlo Bellucci, dell’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali di Roma, mentre per CaSSIS la partecipazione italiana è guidata da Gabriele Cremonese, dell’Osservatorio Astronomico di Padova.

Prototipo del rover ExoMars al Cambridge Science Festival del 2015 – foto di Cmglee via commons
Sarà però sul rover di ExoMars che l’Italia darà il contributo più importante. Grazie ad una trivella realizzata nel nostro paese, sarà infatti possibile esplorare il terreno marziano alla ricerca di composti organici al riparo dalle radiazioni solari e cosmiche che sterilizzano la superficie. Per identificare tali composti, la trivella sarà dotata dello spettrometro Ma_MISS (Mars Multispectral Imager for Subsurface Studies), anch’esso costruito in Italia sotto la responsabilità scientifica di Maria Cristina De Sanctis, dell’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali di Roma. Tra gli strumenti di cui sarà dotata la piattaforma che trasporterà il rover, e che resterà ancorata al punto di atterraggio, c’è anche un piccolo “aspirapolvere”, il MicroMED, sviluppato sotto la responsabilità scientifica di Francesca Esposito, dell’Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli. MicroMED misurerà le polveri nell’atmosfera marziana e farà parte della Dust Suite, a guida russa.
Il contributo del nostro paese all’esplorazione di Marte comincia però ben prima di ExoMars, con la fallita missione russa Mars ’96 che aveva a bordo lo spettrometro Planetary Fourier Spectrometer (PFS). Qualche anno dopo, nel 2003, PFS è volato di nuovo sulla prima missione europea diretta a Marte, Mars Express. A bordo si trovavano anche il radar italo-americano Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding (MARSIS), lo spettrometro francese Observatoire pour la Minéralogie, l’Eau, les Glaces et l’Activité (OMEGA), in cui uno dei due canali spettrali era fornito dal nostro paese, e la suite di sensori Analyzer of Space Plasma and EneRgetic Atoms (ASPERA-3), tra i quali italiano era il rivelatore di atomi neutri energetici. Tutti e tre questi strumenti vedono un importante contributo dell’INAF a partire da PFS, realizzato da Vittorio Formisano e attualmente gestito da Marco Giuranna presso l’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali. MARSIS è stato realizzato sotto la direzione di Giovanni Picardi dell’Università di Roma “La Sapienza”, ed è attualmente gestito da Roberto Orosei dell’Istituto di Radioastronomia di Bologna, mentre le partecipazioni italiane a OMEGA e ASPERA sono sotto la responsabilità rispettivamente di Giancarlo Bellucci e Stefano Orsini, entrambi dell’Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali.
Ciascuno di questi esperimenti ha fatto importanti scoperte sulla natura e l’evoluzione di Marte. Tra queste, quella del metano nell’atmosfera come potenziale indizio della presenza di vita (PFS), la misura del volume delle calotte polari (MARSIS), la scoperta che tali calotte sono fatte di ghiaccio d’acqua e non di anidride carbonica (OMEGA), e lo studio dei meccanismi con cui il vento solare trascina con sé parte dell’atmosfera marziana inaridendo sempre più il pianeta (ASPERA). I risultati di Mars Express hanno influito sulla progettazione delle missioni spaziali seguenti, prima fra tutte il Trace Gas Orbiter, che è stato concepito per studiare il metano nell’atmosfera di Marte. La competenza tecnologica acquisita in Italia nella realizzazione di questi strumenti ha permesso al nostro paese di essere partner della NASA nell’esplorazione del Sistema Solare, ed in particolare di Marte: la sonda Mars Reconnaissance Orbiter, lanciata nel 2005, reca a bordo il Shallow Radar (SHARAD), un radar italiano che costituisce l’evoluzione di MARSIS, realizzato sotto la guida di Roberto Seu dell’Università di Roma “La Sapienza” con la partecipazione scientifica dell’INAF. Tra i risultati conseguiti finora vi è la scoperta di depositi di ghiaccio al di fuori delle calotte polari, e quindi accessibili per i futuri esploratori umani.

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Scritto da

Roberto Orosei

Istituto Nazionale di Astrofisica e Università di Bologna

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